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研究背景和目的:
卵巢癌是威胁妇女健康的常见恶性肿瘤,超过2/3的患者确诊时已属晚期,Ⅲ期或Ⅳ期病人生存率仅10-30%。90%以上卵巢癌起源于卵巢表面上皮,大部分上皮性肿瘤病人需手术后辅助化疗来清除残留癌细胞,然而手术后化疗并不提高生存率。其发病机制至今仍然不清,研究发现5-10%卵巢上皮性癌有家族史或遗传史。
许多肿瘤发现20q13发生扩增,包括乳腺癌、卵巢癌、肺癌。20q13扩增可能降低肿瘤患者的无瘤生存期、增加平均细胞活力、与预后不良有关。
不同人类肿瘤和细胞株的研究发现zNF217(zincfingerprotein217)是20q13扩增的驱动基因。平均16%的卵巢癌发生ZNF217扩增。SchipfA等应用比较基因组杂交(CGH)技术检测25例卵巢癌肉瘤及5例子宫癌肉瘤标本,发现8q和20q均发生扩增,分别为42%和70%,荧光原位杂交(FISH)检测发现87%的病例发生ZNF217扩增。
ZNF217基因定位于人染色体20q13.2,全长15.7kb,编码的cDNA长6.3kb,包含5个外显子和4个内含子,它编码的Krupple样转录因子长度分别为1062aa和1108aa,每个转录因子均有一个DNA结合域(8个C2H2锌指)和富脯氨酸的转录激活域。
ZNF217基因作为转录调控因子有可能参与肿瘤的发生与发展过程。ZNF217利用PXDLS基序和RRT基序与C端结合蛋白相作用,而产生抑制转录的作用。通过Ntera2细胞内ZNF217的分析,发现多种启动因子与ZNF217和C端结合蛋白2结合,当去除ZNF217后,这些启动因子被激活。新研究发现ZNF217扩增,可能改变重要的靶基因,致肿瘤的生长和转移。ZNF217在肿瘤产生方面的作用主要有:降低某些肿瘤抑制因子的表达水平,提高癌基因的表达水平。
图示:ZNF217的功能域前期实验也证实ZNF217基因在浆液性囊腺癌中发生扩增,均呈高表达,在浆液性囊腺瘤及正常卵巢组织不表达或呈低表达,ZNF217基因与卵巢癌的临床分期密切相关。构建RNAi载体成功沉默ZNF217基因,采用体外实验对干扰前后细胞株的生物学特性的变化进行研究,发现ZNF217沉默后,HO-8910细胞的增殖、侵袭能力下降。但有关ZNF217的功能研究仅限于体外实验,没有经过体内实验验证。
皮下移植瘤模型简单、易行,可以直接观察,但皮下移植瘤有假包膜包裹,即使用高转移能力的细胞株进行移植,浸润和远处转移率均很低。
近来,对肿瘤微环境的研究日益受到重视,认为肿瘤的形成与微环境中间质细胞的相互作用有密切关系,两者互动的过程中肿瘤细胞一旦占据优势则表现为肿瘤形成,继而表现为肿瘤浸润、转移等诸多生物学特性。原位移植模型正是基于这一理论产生。众多学者通过结肠、肺、胃等外科原位移植(surgicalorthotopicimplantation,SOI)实验证实,SOI技术是一种巨大的进步,它的转移率和转移模式更接近于临床。
Hoffman等建立应用卵巢癌病人的手术瘤块接种于裸鼠卵巢包膜下建立了卵巢癌原位移植模型。Fidler等证实在裸鼠及SCID鼠的相应器官进行原位接种,原位器官提供适合的肿瘤生长微环境,比异位接种更接近于临床。但是由于卵巢深处腹腔,与皮下接种或腹腔种植相比,卵巢原位接种模型不能方便地在活体内动态观察肿瘤的产生、生长及转移情况,例如肿瘤癌栓的形成、微转移。Chishima等将绿色荧光蛋白(greenfluorescentprotein,GFP)cDNA载体转染的细胞株所得瘤块原位接种于裸鼠卵巢,成功建立可视化的卵巢癌原位移植模型。GFP从维多利亚水母发光蛋白提取,是理想的活体分子标记物,其检测不需要任何外源底物或协同因子,在长波紫外光或蓝光激发下发出性质稳定的荧光,灵敏度高。
本实验将前期实验筛选的干扰效果好的人卵巢癌细胞HO-8910/EGFP/ZNF217-及空质粒载体细胞HO8910/EGFP/mock种植于裸鼠皮下,建立皮下移植瘤模型,通动动态检测肿瘤的大小,研究ZNF217沉默对皮下移植瘤生长的影响。应用皮下移植瘤块建立新型可视化的人卵巢癌的动物模型,通过对肿瘤所带绿色荧光蛋白的监测,在活体动物上动态检测肿瘤的发生及转移情况,以期建立一个理想的动物模型用于研究卵巢癌的发生、发展以及治疗,比较HO-8910/EGFP/ZNF217-及空质粒载体细胞HO8910/EGFP/mock两组移植瘤的肿瘤出现时间、肿瘤的体积、质量及转移灶的大小、数量,研究ZNF217基因沉默对卵巢癌原位移植瘤的生长及转移的影响,从体内实验验证ZNF217在卵巢癌发生、发展中的作用。
方法:
1、裸鼠皮下移植瘤模型建立和检测
将前期实验筛选的沉默ZNF217基因的带有GFP人卵巢癌细胞HO-8910/EGFP/ZNF217-(干扰率达86%)及空质粒载体细胞HO-8910/EGFP/mock分别种植于裸鼠皮下,建立皮下移植瘤模型,定期观察肿瘤生长速度及体积。
2、裸鼠可视化原位移植瘤模型的建立及观察
当皮下移植瘤长至一定体积时,收集皮下移植瘤块,剪至1mm3大小后用外科原位移植技术将瘤块接种于裸鼠卵巢白膜下,每周观察裸鼠的一般情况,并在整体荧光体视镜下观察荧光,动态观察肿瘤的大小及转移情况。接种后4周,系统解剖裸鼠,在肉眼下及整体荧光体视镜下观察肿瘤的情况,并通过HE染色验证肉眼所见。
3、免疫组织化学检测
两组移植瘤中的ZNF217基因产物表达情况标本石蜡包埋处理后行免疫组织化学检查,检测两组瘤组织中ZNF217基因产物表达情况。
4、统计方法
应用SPSS13.0软件进行数据分析,皮下移植瘤体积用重复测量数据的方差分析,原位移植瘤质量用两样本t检验。
结果:
1、沉默ZNF217基因抑制卵巢癌细胞HO-8910皮下移植瘤的生长
经重复测量数据的方差分析的方法进行统计学分析得出两组细胞9个不同时间肿瘤的生长体积的差异具有统计学意义(F=10.026,P=0.006),随着天数的增加,两组的肿瘤体积相差越大,说明HO-8910/EGFP/mock细胞的体内增殖能力强于HO-8910/EGFP/ZNF217-细胞,并随天数增加差异越大。
2、沉默ZNF217基因抑制巢癌细胞HO-8910原位移植瘤生长、转移
将HO-8910/EGFP/mock和HO-8910/EGFP/ZNF217-细胞所形成的瘤块利用外科原位移植技术分别接种于裸鼠中,每组6只,利用整体荧光体视镜连续实时观察卵巢癌原位生长和转移的情况。发现移植成功率达100%,移植后4周出现了不同的转移情况,HO-8910/EGFP/mock组裸鼠发生广泛的转移,HO-8910/EGFP/ZNF217-组裸鼠,形成的转移灶小、数目少,没发现远处转移。HO-8910/EGFP/ZNF217-组平均瘤重为(0.709±0.441)g,HO-8910/EGFP/mock组平均瘤重为(1.233±0.357)g。两组肿瘤的瘤体质量有统计学意义(F=2.261,P=0.047<0.05)。卵巢癌可视化原位移植模型是卵巢癌的研究新的动物模型,结果表明ZNF217基因表达沉默抑制卵巢癌细胞HO-8910原位移植瘤的生长、转移。HE染色验证了肉眼所见的肿瘤图像。
3.ZNF217基因产物在HO-8910/EGFP/mock和HO-8910/EGFP/ZNF217-中的表达
免疫组织化学实验发现卵巢癌组织中ZNF217基因表达产物主要在细胞质中表达,HO-8910/EGFP/mock组卵巢癌组织中表达呈强阳性,阳性细胞数量多,而HO-8910/EGFP/ZNF217-组卵巢癌组织中见ZNF217表达弱,阳性细胞数量少。
结论:
1.HO-8910/EGFP/ZNF217-及空质粒载体细胞HO-8910/EGFP/mock种植于裸鼠体内,建立新型人卵巢癌的皮下移植瘤模型及可视化原位移植瘤模型,建立一个理想的可视化动物模型用于研究卵巢癌的发生、发展以及治疗。
2.在活体动物上动态检测肿瘤的发生及转移情况,通过对皮下移植瘤体积的测量及整体荧光体视镜下动态监测HO8910/EGFP/mock组和HO-8910/EGFP/ZNF217-组肿瘤的生长及转移情况,发现ZNF217基因沉默后抑制卵巢癌细胞HO-8910皮下移植瘤和原位移植瘤的生长,并抑制原位移植瘤的转移,从动物实验方面验证ZNF217基因沉默对抑制卵巢癌细胞株HO-8910移植瘤的生长及转移的影响。
3.应用免疫组织化学成功检测卵巢癌组织中ZNF217基因产物的表达情况,结果说明了ZNF217基因在体内表达稳定,干扰效果好。为研究ZNF217基因与卵巢癌的关系提供免疫组织化学的检测证据。